🧒🏾 🥇 🛸 हैक लैंडर 😩 👨‍👦 💇

1961 में, अपने लेख "कंप्यूटिंग प्रक्रिया में अपरिवर्तनीयता और गर्मी पैदा करने वाले" में रॉल्फ लैंडॉयर ने इस सिद्धांत को तैयार किया कि किसी भी कंप्यूटर प्रणाली में, इसके भौतिक कार्यान्वयन की परवाह किए बिना, 1 बिट सूचना के नुकसान पर कम से कम W = की मात्रा में गर्मी जारी की जाती है। k _B T ln2 , जहां k _B बोल्ट्जमान स्थिरांक है, और T kelvins में कंप्यूटिंग सिस्टम का तापमान है।

यही है, यदि गणना कमरे के तापमान (300K) पर की जाती है, तो 1 बिट डेटा के नुकसान के साथ, कंप्यूटिंग सिस्टम आसपास के अंतरिक्ष में 2.7 × 10 ^-21 J को बिखेर नहीं सकता है ।

यह माना जाता है कि इस सीमा को पार करने का एकमात्र तरीका तथाकथित प्रतिवर्ती गणनाओं का उपयोग करना है । इस लेख में, मैं यह साबित कर दूंगा कि लैंडॉउर सिद्धांत एक हठधर्मिता नहीं है, और जो बाधा इसे स्थापित करता है उस पर काबू पाना भी प्रतिवर्ती गणनाओं का उपयोग किए बिना संभव है।

कहां से आया प्रतिबंध

यह समझने की कुंजी कि लैंडॉउर सिद्धांत का क्या अर्थ है वाक्यांश में " एक साधारण बाइनरी डिवाइस में एक बस्टेबल संभावित कुएं में एक कण होता है " (सबसे सरल बाइनरी डिवाइस में एक बस्टेबल संभावित कुएं में एक कण होता है):

सिस्टम को "0" से राज्य "1" (या इसके विपरीत) में बदलने के लिए, हमें निम्न करना चाहिए:

1. बाधा को दूर करने के लिए कण को पर्याप्त ऊर्जा दें।
2. कण से ऊर्जा को दूर करने के लिए ताकि कण एक नई स्थिति में तय हो।

यदि हम प्रतिवर्ती गणनाओं का उपयोग करते हैं, तो चयनित ऊर्जा को गणना श्रृंखला में अगले तत्व में स्थानांतरित कर दिया जाता है, लेकिन यदि हमारी गणना अपरिवर्तनीय है, तो हमें अतिरिक्त ऊर्जा को आगे अप्रयुक्त गर्मी के रूप में आसपास के स्थान में फैलाना चाहिए।

हमने मर्यादा को दूर किया

हम इस तथ्य से आगे बढ़ेंगे कि उपरोक्त सभी तर्क सही हैं (सभी सैद्धांतिक गणनाओं की जांच करने के लिए समुदाय के पास 1961 से पर्याप्त समय है), और, परिणामस्वरूप, W = k _B T ln2 फॉर्मूला दो-स्थिर क्षमता के मामले के लिए मान्य है ।

सीमा को दूर करने के लिए, एक बाइनरी डेटा एन्कोडिंग सिस्टम के बजाय, हम चार अंकों का एक लागू करते हैं। तदनुसार, डिवाइस आरेख बदल जाएगा:

राज्यों को स्विच करने के लिए, हमें अभी भी बाधा को दूर करने के लिए कण ऊर्जा देना चाहिए और पहले की तरह, अपरिवर्तनीय गणना के मामले में, अतिरिक्त ऊर्जा को गर्मी के रूप में विघटित किया जाना चाहिए। केवल अब, ऊर्जा W को डेटा के एक बिट पर नहीं, बल्कि दो पर खर्च किया जाता है। इस प्रकार, एक बिट में परिवर्तित होने पर, सूत्र अब इस तरह दिखता है:

W = k _B T ln2 / 2

Landauer की बाधा को दो बार कम किया गया था। यदि सिस्टम में 4 संभावित छेद नहीं बनाए गए हैं, लेकिन 8, तो विघटित होने वाली ऊर्जा की मात्रा W = k _B T ln2 / 3. हो जाएगी। चरम स्थिति में, जब संभावित छिद्रों की संख्या अनंत तक पहुंच जाती है (मैं कल्पना नहीं कर सकता कि यह व्यवहार में लागू किया जा सकता है) , लेकिन सिद्धांत में यह अस्तित्व का अधिकार है) Landauer बाधा शून्य हो जाती है।

निष्कर्ष

अब तक, लैंडॉउर सिद्धांत को कंप्यूटिंग शक्ति बढ़ाने के लिए लगाए जाने वाले एक मूलभूत मौलिक प्रतिबंध के रूप में माना जाता है, लेकिन यह निकला कि यह कंप्यूटिंग सिस्टम वास्तुकला की पसंद का परिणाम है। सिस्टम तत्वों द्वारा डेटा बिट्स के अलग-अलग कोडिंग।

UPD (आवश्यक स्पष्टीकरण, धन्यवाद पशीर ): कृपया टिप्पणियों की इस श्रृंखला पर ध्यान दें: यह → यह → यह और यह ।

हैक लैंडर

कहां से आया प्रतिबंध

हमने मर्यादा को दूर किया

निष्कर्ष

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